Los absorbedores de microondas son un tipo de material que puede absorber efectivamente la energía de microondas incidente para hacer que los objetos sean invisibles al radar; por lo tanto, se usan comúnmente en el encubrimiento de aviones y el sigilo de buques de guerra. Recientemente, se han mejorado los dispositivos de detección de radar para detectar el metroEn el régimen de longitud de microondas, los científicos están trabajando en absorbentes de alto rendimiento que pueden ocultar objetos en el régimen de frecuencia ultraalta equivalente de 300 megahercios a dos gigahercios. Sin embargo, los absorbedores convencionales para el régimen ultraalto generalmente son gruesos, pesados o tienenancho de banda de absorción estrecho, lo que los hace inadecuados para misiones de sigilo.
Para resolver este problema, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China ha desarrollado un absorbente de microondas de banda ancha ultra delgado y sintonizable para aplicaciones de frecuencia ultra alta. Esta superficie absorbente ultra delgada, llamada frecuencia activa-El absorbente de superficie selectivo, consiste en conjuntos de conductores con diseño cargados con dos tipos comunes de elementos de circuito conocidos como resistencias y varactores. La célula con diseño de unidad absorbe microondas y también se puede controlar activamente estirando para expandir el ancho de banda sintonizable. En un artículo publicado esta semanaen el Revista de Física Aplicada , de AIP Publishing, los investigadores presentaron este trabajo.
"Nuestro absorbedor propuesto fue fabricado con un patrón de transformación de estiramiento, que es delgado y puede absorber una amplia gama de frecuencias para la aplicación de microondas a metros cercanos", dijo Wenhua Xu, el investigador principal del equipo dirigido por Jianjun Jiang, unprofesor de la Escuela de Información Óptica y Electrónica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, China. "Su rango de absorción cubre una banda ancha de 0.7 a 1.9 gigahercios por debajo de -10 decibelios, y el espesor total del absorbedor es de solo 7.8 milímetros, lo quees uno de los absorbedores de microondas más delgados reportados "
"Por lo general, el grosor de los absorbedores de radar convencionales es un cuarto de la longitud de onda del microondas incidente. En el régimen de alta frecuencia, tome un gigahercio como ejemplo, el grosor del absorbedor sería de alrededor de 7,5 centímetros, que es demasiado grueso y pesadopara ser utilizado en aviones o buques de guerra. Nuestro absorbedor propuesto es casi diez veces más delgado que los convencionales ", dijo Xu.
Otros absorbedores alternativos, como los absorbedores de metamateriales hechos de una estructura metálica resonante impresa en un sustrato dieléctrico, aunque significativamente más delgados que las longitudes de onda absorbidas, tienen un ancho de banda de trabajo estrecho.
Para desarrollar un absorbente novedoso que sea delgado y con un rendimiento de banda ancha, el equipo de Jiang empleó un tipo de estructura periódica delgada y ligera llamada superficie selectiva de frecuencia, que consiste en un conjunto de conductores con diseño dispuestos en una matriz bidimensional,generalmente respaldado por un dieléctrico delgado, para reflejar las microondas incidentes según su frecuencia.
En el experimento, el equipo de Jiang fabricó una superficie selectiva de frecuencia activa de banda ancha con un patrón de transformación de estiramiento en una placa de circuito impreso, y soldaba las resistencias y los varactores entre cada una de las dos celdas con patrón de unidades. El hecho de que la superficie podría estirarsesignificaba que los parámetros de la unidad de células modeladas se pueden controlar activamente mediante el estiramiento.
Al modelar el absorbedor usando una línea de transmisión, los investigadores descubrieron que el varactor proporciona una capacitancia variable a un voltaje de polarización variable, lo que produce la capacidad de sintonización del dispositivo, mientras que la resistencia agrupada con resistencia constante produce de manera confiable una fuerte absorción en la frecuencia de resonancia.Impedancias agrupadas de los elementos cargados, los investigadores descubrieron que los parámetros de las células con diseño de la unidad también contribuyen al rendimiento de absorción del dispositivo.
"Aplicamos varios coeficientes de transformación de estiramiento al patrón de celda unitaria para obtener los parámetros disponibles para expandir el ancho de banda ajustable", dijo Xu. "Nuestros resultados sugieren que un patrón de celda con una relación de coeficientes de transformación de estiramiento más pequeña es decir, relación de ancho a longitudde la unidad de celda conduce a una mayor absorción de frecuencia de resonancia y produce un ancho de banda sintonizable más amplio también "
Xu señaló que es la primera vez que se usa el patrón de transformación de estiramiento en el absorbente de superficie activo selectivo de frecuencia para expandir el ancho de banda, lo que resulta ser una técnica efectiva para producir sintonización de banda ancha.
"A frecuencias inferiores a dos gigahercios, los absorbedores de microondas convencionales tienen una aplicación limitada por su grosor y ancho de banda de absorción estrecho. Nuestro absorbedor propuesto ha logrado una capacidad de sintonización de banda ancha y una película ultrafina simultáneamente", dijo Xu. "El grosor total de 7.8 milímetros esalrededor de una vigésima novena longitud de onda de la frecuencia central de microondas incidentes, y el absorbente ultrafino con amplio ancho de banda puede ser ampliamente utilizado en sigilo de buques de guerra, encubrimiento de aviones y antenas de banda ancha sintonizables ".
El siguiente paso de los investigadores es estudiar la polarización y el rendimiento de incidencia oblicua para el absorbente de superficie selectivo de frecuencia activa propuesto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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